JPS58131509A - 傾斜および加速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音波を利用した傾斜および加速度検出装置に関
し、傾斜または加速度の検出が容易であると共にコンパ
クトな装置で検出精度の選定が広範囲にできる傾斜およ
び加速度検出装置の提供を目的とする。

本発明の傾斜および加速度検出装置は液体を入れた容器
内に可撓性または柔軟性パイプを該液体中の浸漬した状
態で且つ所定の曲率を有するよう取付け、該パイプ内に
液体と気泡とを入れた傾準器と、水平もしくは加速度０
のときの気泡の位置または他の特定位置と対応するよう
前記容器壁に固着した音波送端マイクと、該音波送端マ
イクを作動させるパルス発生回路と、前記音波送端マイ
クと対抗して前記容器壁に固着した音波受端マイクと、
該音波受端マイクへの入力音波の波形解析回路とからな
り、前記気泡の移動に応じて送端マイクと受端マイク間
での音波の減衰特性が変化することを利用して傾斜また
は加速度を検出することを骨子とする。

つぎに本発明を図に示す一実施例に基づき説明する。

１は傾準器を示し、直方体の容器１１内に液体を封入す
ると共に可撓性または柔軟性のパイプ１３を、両端が容
器１１の底に固定し、中央部が容器１１の中央に位置す
るよう円弧状に配置し、該パイプ１３内に水と気泡１５
とを入れて構成される。２は前記パイプ１３内の気泡が
前記傾準器１を水平に設置し且つ矢印へ方向の加速度が
０のときの停止位置であるパイプの中央位置に対応して
容器１１の一方の側壁に固着された超音波送端マイク、
３は前記送端マイク２と対向して容器１１の他方の側壁
に固着された超音波受端マイクである。４は前記送端マ
イクから間歇パルスを発生させる間歇パルス発生回路、
５は前記受端マイク３に人力した音波の波形解析回路で
ある。

この傾斜および加速度検出装置は、傾準器を傾斜または
加速度を検出する物に設置し、第２図に示す如く間歇パ
ルス発生回路４で発生させたパルス波を送端マイク２で
音波に変換し、傾準器１内を通過させて受端マイク３で
受信し、ＡＭ（振幅変調方式）復調回路５１で受信波を
電気信号に変換し、さらにＡ−Ｄ変換回路５２でディジ
タル信号に変換し、このディジタル波形をマイクロコン
ピュータを用いた波形解析回路で予め測定しておいた傾
斜または加速度に応じた波形と比較し、傾斜または加速
度表示回路５４で表示する。第３図に示す如く、受端マ
イク３で入力した受信波のＡＭ復調後の出力波形は、傾
準器１の傾斜角に応じてｂ〜ｔの如く変化プるので傾斜
角に応じた波形を予め波形解析回路に記憶させておき、
前記ＡＭ復調回路の出力波形と比較し、傾斜角を検出で
きる。

また上記傾準器１の傾斜角に応じたＡＭ復調回路５１の
出力波形の代りに、加速度に応じたＡ−Ｄ変換回路５２
の出力データを予め測定して記憶させておくことにより
傾準器１に加わる加速度の検出にも適用できる。

上記傾斜または加速度の検出精度は、傾準器１のパイプ
１３の曲率半径を大きくすることで所望なだけ上げるこ
とができ、また曲率半径を小さくすることで測定範囲を
広くすることも可能であり、さらに曲率半径を変化させ
ることにより、−室側定範囲は検出精度を高くし、他の
測定範囲は検出精度を低くすると共に測定範囲を広くす
ることもできる。なお上記実施例では送端マイク２を傾
準器１が水平のときの気泡の停止位置に対応して取付け
たが、この送端マイク２および受端マイク３の取付位置
は傾準器の他の特定位置であってもよく、この場合はそ
の取付位置に応じて入力波が変化する。

第４図は他の実施例を示す。

６は傾準器を示し、薄肉のプラスチック、金属、セラミ
ックなどの板で作られた円柱状容器６１の底に可撓性ま
たは柔軟性の樹脂または、ゴムで形成した球殻状壁６３
を固着し、該殻状壁６３内に液体と気泡６５を入れて構
成されている。本実施例の傾斜および加速度検出装置で
は、全方位の傾斜または加速度の検出が可能となる。

第５図はさらに他の実施例を示す。

１は傾準器を示し、正方形柱状の容器７１の底に弧内の
可撓性チューブ７２および該チューブ７２と直交した可
撓性チューブ１３を取付けそれぞれのチューブ７２およ
び７３に液体と気泡７４および７５を入れて構成されて
いる。本実施例の傾斜および加速度検出−装置において
も全方位の傾斜または加速度の検出が可能となる。

第６図はパルス発生回路および波形解析回路を含み一定
のサイクルで連続的に傾斜または加速度が検出できる連
続検出装置を示す。

発振部８ マイコン等波形解析回路８１は、測定系に超音波を発振
づるため、Ｐ１ボートから発振コントロール回路８２に
、発振スタート信号を出力する。

発振コントロール回路８２は、マイコン等波形解析回路
８１から出力された発振スタート信号を入力するとパル
ス数設定回路８３から送端マイクに出力すべきパルス数
を入力し、発振器８４が゛ロー”レベルになっているの
を確認して、ゲート回路８５に゛ハイ゛レベルの信号を
出力する。そして、発振器８４からのパルス数をカウン
トし、パルス数設定回路８３から入力したパルス数に達
した時、ゲート回路に出力していた“ハイ”レベルの信
号を“ロー″レベルにする。

パルス数設定回路８３は、測定に際して予め定められた
パルス数を常時発振コントロール回路８２に出力づる。

発振器は、送端マイク８６の発振周波数のパルスを発振
コントロール回路８２と、ゲート回路８５に常時出力し
ている。

ゲート回路８５は、発振コントロール回路８２から出力
されている信号が゛ハイ”レベルの間、発振器８４から
のパルスを増幅回路８６に出力し、“ロー”レベルの時
は、増幅回路８６に“ロー″レベルを常時出力する。

増幅回路８６は、ゲート回路８５から出力される信号を
電力容量を増幅して送端マイク２に出力する。

このようにして、送端マイク２に予め定められたパルス
数を出力し、測定系に超音波を発振する。

なお、発振コントロール回路８２から、ゲート回路８５
まで（発振コントロール回路８２、パルス数設定回路８
３、発振器８４、ゲート回路８５）の動作は、マイコン
等波形解析装置８１のプログラムで行うことも可能であ
る。

受信部９ 増幅回路９１は、受端マイク３から出力される信号を直
線的に増幅し、検波回路９２に出力する。

検波回路とＬＰフィルタ回路９９で増幅回路から出力さ
れた信号を入力し、ＡＭｌｌｌした信号をＡ−り変換回
路９４に出力する。Ａ−Ｄ変換回路９４は、ＬＰフィル
タ回路９３から入力されるアナログ信号をデジタル信号
に変換し、マイコン等波形解析回路８１に出力する。

以上の如（本発明の傾斜および加速度検出装置は傾準器
と、水平もしくは加速ｒ！ＩＯのときの気泡の位置が中
心となるよう前記容器壁に固着した音波送端マイクと、
該音波送端マイクを作動させるパルス発生回路と、前記
音波送端マイクと対抗して前記容器壁に固着した音波受
端マイクと、該音波受端マイクへの入力音波の波形解析
回路とからなるので傾斜または加速度の検出が容易であ
ると共にコンパクトな装置で検出精度の選定が広範囲に
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の傾斜および加速度検出装置の一実施例
を示す概略図、第２図はそのブロック図、第３図は作動
説明のためのグラフ、第４図は本発明の傾斜および加速
度検出装置の他の実施例を示す概略図、第５図は本発明
の傾斜および加速度検出装置のさらに他の実施例を示す
概略図、第６図は検出回路のブロック図を示す。 図中　１．６．１・・・傾準器、２・・・送端マイク、
３・・・受端マイク、４・・・間歇パルス発生回路、５
・・・波形解析回路。 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液体を入れた容器内に可撓性または柔軟性パイプを
   該液体中の浸漬した状態で且つ所定の曲率を有４るよう
   取付け、該パイプ内に液体と気泡とを入れた傾準器と、
   水平もしくは加速ｒｔｉｏのときの気泡の位置または他
   の特定位置と対応するよう前記容器壁に固着した音波送
   端マイクと、該音波送端マイクを作動させるパルス発生
   回路と、前記音波送端マイクと対抗して前記容器壁に固
   着した音波受端マイクと、該音波受端マイクへの入力音
   波の波形解析回路とからなる傾斜および加速度検出装置
   。 ２）液体を入れた容器内に、可撓性または柔軟性殻状壁
   を該液体中に浸漬した状態で且つ所定の曲率を有するよ
   う取付け、該殻状壁内に液体と気泡とを入れた傾準器と
   、水平もしくは加速度０のときの気泡の位置と対応する
   よう前記容器壁に固着した音波送端マイクと、ｗＡ昔波
   送端マイクを作動させるパルス発生回路と、前記音波送
   端マイクと対抗して前記容器壁に固着した音波受端マイ
   クと、該音波受端マイクへの入力音波の波形解析回路と
   からなる傾斜および加速度検出装置。